CN109014657A - 一种高速焊用烧结焊剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接材料技术领域，尤其涉及一种高速焊用烧结焊剂及其制备方法，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO215‑18%、CaO 7‑13%、ZrO 20‑30%、MnO 5‑10%、CaF25‑10%、Al2O310‑15%、MgO 5‑10%、合金粉1‑5%，本发明制得的烧结焊剂很好的调整了熔渣的粘度、表面张力和流动性，焊剂施焊时，焊接过程稳定、烟尘量少、飞溅小、脱渣性能优良。

Description

一种高速焊用烧结焊剂及其制备方法
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，尤其涉及一种高速焊用烧结焊剂及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的发展对材料的要求越来越高，为了满足各种各样苛刻的使用条件，各种新型材料的研究和开发得到了极大的重视，其相应的焊接材料也得到了相应的发展，焊接材料的产品结构和品种发生了很大的变化，新型高效的焊接材料有长足的进步并得到了广泛的应用；烧结焊剂是指一种优质、高效、节能、环保型焊剂，是指把配制好的湿料焊剂，加工成所需要的颗粒，在750～1000℃高温下煅烧，形成细小的颗粒，即得到烧结焊剂，该焊剂在焊接时无烟、无味、无弧、无飞溅，生产制造过程无环境污染，能耗低，原材料利用充分，符合国家产业发展政策，但现有的烧结焊剂焊接速度一般比较低，没有办法满足快速焊接工程的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速焊用烧结焊剂及其制备方法，具有焊接速度快、绿色无污染的优点。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高速焊用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 15-18%、CaO 7-13%、ZrO 20-30%、MnO 5-10%、CaF2 5-10%、Al2O3 10-15%、MgO 5-10%、合金粉1-5%。
进一步的，所述合金粉为硅锰合金粉。
进一步的，所述水玻璃的用量为其余干粉总用量的20-25%。
一种高速焊用烧结焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；
（2）将步骤（1）中搅拌均匀的混合料进行造粒；
（3）将步骤（2）中造粒过的原料在450-550℃下进行烘干处理后再进行筛分；
（4）将筛分过的原料于700-900℃氧化气氛下高温烧结30-60min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分，即得。
进一步的，所述步骤（2）中造粒的尺寸为4-60目。
进一步的，所述步骤（3）中筛分的尺寸为16-60目。
进一步的，所述步骤（4）中冷却后筛分的尺寸为10-60目。
进一步的，其制备的烧结焊剂在保证焊缝质量的条件下焊接速度为3.2m/min。
一种高速焊用烧结焊剂的应用，其用于管道、船舶、压力容器、桥梁结构及低碳微合金高强钢的单丝、多丝高速埋弧焊接。
本发明具有的优点是：
1.本发明提供的焊剂配方合理，配合合适的烧结条件，将焊剂的焊接速度提高到3.2m/min，且能保证焊缝处的焊接质量，脱渣性能优良；
2.本发明制得的烧结焊剂很好的调整了熔渣的粘度、表面张力和流动性，焊剂施焊时，焊接过程稳定、烟尘量少、飞溅小、脱渣性能优良；
3.本发明提供的烧结焊剂可配合H08MnA和H10Mn2等多种焊丝使用，其配合焊丝使用时合金元素烧损少、杂质元素增量低、所得焊层金属具有优良的耐腐蚀性能，ZrO在焊接材料中有造渣，细化钢水晶粒，对脱渣焊缝表面成型有较好的作用。
具体实施方式
实施例1
一种高速焊用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 15%、CaO 13%、ZrO 30%、MnO 5%、CaF2 10%、Al2O3 15%、MgO10%、硅锰合金粉2%；所述水玻璃的用量为其余干粉总用量的20%。
一种高速焊用烧结焊剂的制备方法，将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；将搅拌均匀的混合料进行造粒，造粒的尺寸为4-60目；将造粒过的原料在450℃下进行烘干处理后再进行筛分，筛分的尺寸为16-60目；将筛分过的原料于700℃氧化气氛下高温烧结30min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分为10-60目，即得，本方法制备的烧结焊剂在保证焊缝质量的条件下焊接速度为3.2m/min，其用于管道、船舶、压力容器、桥梁结构及低碳微合金高强钢的单丝、多丝高速埋弧焊接，在4mm薄板的焊接中具有较好的焊接工艺水平。
实施例2
一种高速焊用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 18%、CaO 7%、ZrO 30%、MnO 10%、CaF2 15%、Al2O3 10%、MgO5%、硅锰合金粉5%；所述水玻璃的用量为其余干粉总用量的25%。
一种高速焊用烧结焊剂的制备方法，将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；将搅拌均匀的混合料进行造粒，造粒的尺寸为4-60目；将造粒过的原料在550℃下进行烘干处理后再进行筛分，筛分的尺寸为16-60目；将筛分过的原料于900℃氧化气氛下高温烧结60min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分为10-60目，即得，本方法制备的烧结焊剂在保证焊缝质量的条件下焊接速度为3.2m/min，其用于管道、船舶、压力容器、桥梁结构及低碳微合金高强钢的单丝、多丝高速埋弧焊接，在4mm薄板的焊接中具有较好的焊接工艺水平。
实施例3
一种高速焊用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 18%、CaO 13%、ZrO 20%、MnO 10%、CaF2 10%、Al2O3 15%、MgO10%、硅锰合金粉4%；所述水玻璃的用量为其余干粉总用量的23%。
一种高速焊用烧结焊剂的制备方法，将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；将搅拌均匀的混合料进行造粒，造粒的尺寸为4-60目；将造粒过的原料在500℃下进行烘干处理后再进行筛分，筛分的尺寸为16-60目；将筛分过的原料于800℃氧化气氛下高温烧结40min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分为10-60目，即得，本方法制备的烧结焊剂在保证焊缝质量的条件下焊接速度为3.2m/min，其用于管道、船舶、压力容器、桥梁结构及低碳微合金高强钢的单丝、多丝高速埋弧焊接，在4mm薄板的焊接中具有较好的焊接工艺水平。
实施例4
一种高速焊用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 16%、CaO 11%、ZrO 25%、MnO 9%、CaF2 5%、Al2O3 4%、MgO 9%、硅锰合金粉1%；所述水玻璃的用量为其余干粉总用量的22%。
一种高速焊用烧结焊剂的制备方法，将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；将搅拌均匀的混合料进行造粒，造粒的尺寸为4-60目；将造粒过的原料在510℃下进行烘干处理后再进行筛分，筛分的尺寸为16-60目；将筛分过的原料于780℃氧化气氛下高温烧结30min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分为10-60目，即得，本方法制备的烧结焊剂在保证焊缝质量的条件下焊接速度为3.2m/min，其用于管道、船舶、压力容器、桥梁结构及低碳微合金高强钢的单丝、多丝高速埋弧焊接，在4mm薄板的焊接中具有较好的焊接工艺水平。
试验例
实验设备：日本岛津MX-2400型固定通道定量测试设备对焊剂进行化学成分分析；林肯DC1000可控硅自动埋弧烧结焊剂进行工艺性能测试；600型万能拉力机；300型冲击摆锤。
试验所用焊丝的型号及化学组成见表1
焊丝牌号 C SI Mn S P
H08MnA ≤0.1 ≤0.07 0.8-1.1 ≤0.03 ≤0.03
H10Mn2 ≤0.12 ≤0.07 1.5-1.9 ≤0.03 ≤0.03
将实施例4制备的焊剂与H08MnA、H10Mn2焊丝配合进行焊接试验，实验用板材为Q345B不锈钢，板厚20mm，焊丝直径4mm。各种测定项目的测定方法均是本领域常规的测定方法。
焊接工艺参数见表2
电流/A 电压/V 焊速m/min 干伸长
500-550 28-30 0.42 30MM
熔敷金属力学性能见表3

Claims (9)

1.一种高速焊用烧结焊剂，其特征在于：其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 15-18%、CaO 7-13%、ZrO 20-30%、MnO 5-10%、CaF2 5-10%、Al2O3 10-15%、MgO 5-10%、合金粉1-5%。
2.如权利要求1所述的高速焊用烧结焊剂，其特征在于：所述合金粉为硅锰合金粉。
3.如权利要求1所述的高速焊用烧结焊剂，其特征在于：所述水玻璃的用量为其余干粉总用量的20-25%。
4.如权利要求1-3任一所述的高速焊用烧结焊剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；
（2）将步骤（1）中搅拌均匀的混合料进行造粒；
（3）将步骤（2）中造粒过的原料在450-550℃下进行烘干处理后再进行筛分；
（4）将筛分过的原料于700-900℃氧化气氛下高温烧结30-60min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分，即得。
5.如权利要求4所述的高速焊用烧结焊剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中造粒的尺寸为4-60目。
6.如权利要求4所述的高速焊用烧结焊剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中筛分的尺寸为16-60目。
7.如权利要求4所述的高速焊用烧结焊剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中冷却后筛分的尺寸为10-60目。
8.如权利要求4所述的高速焊用烧结焊剂的制备方法，其特征在于：其制备的烧结焊剂在保证焊缝质量的条件下焊接速度为3.2m/min。
9.如权利要求1-3任一所述的高速焊用烧结焊剂的应用，其特征在于：其用于管道、船舶、压力容器、桥梁结构及低碳微合金高强钢的单丝、多丝高速埋弧焊接。
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